第4章 多层及高层房屋结构

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1、第4章多层及高层房屋结构多、高层钢结构的认识4.1多、高层房屋结构的组成多层和高层房屋建筑之间无严格的界线；4.2楼盖的布置方案和设计大致可以12层(高度约40m)为界；4.3柱和支撑的设计主要优点:重量轻抗震性能好4.4多、高层房屋结构的分析工业化程度高施工周期短环保效果好和设计计算多层钢结构住宅的开发和建造已得到重视。天津丽苑钢结构住宅天津丽苑钢结构住宅青岛即墨钢结构住宅莱钢开发的青岛即墨钢结构住宅4.1多、高层房屋结构的组成结构类型常见类型：框架结构、框剪结构、筒体结构本节内容4.1.1多、高层房屋结构的类别4.

2、1.2结构布置提要1框架结构框剪结构最早用于高层建筑框架结构上设置适当的支撑或剪力墙柱距宜控制在6～9m范围内次梁间距一般以3～4m为宜平面布置较灵活刚度分布均匀框架结构的主要优点:延性较大自振周期较长亦可二者皆设置对地震作用不敏感侧向位移模式框剪结构的特点用于地震区时，具有双重设防的优点在侧向荷载的作用下，可用于不超过40～60层的高层建筑纯框架结构：剪切变形模式钢筋混凝土结构:需采取构造措施抗剪结构：剪力墙：钢板结构弯曲变形模式(8～9mm厚钢板)研究表二者组合（框剪结构）：明，在侧向刚度相同时，钢显著减少了

3、纯框架结构的侧向位移板剪力墙的框剪结构比框架结构用钢量少。框筒结构剪力滞后（ShearLag）框筒结构是筒体结构的一种结构布置（筒中筒）在框剪结构中，形成筒体的构面内存在的剪切变适用的建筑高度可超过90层（因横向刚度较大）形，即为剪力滞后。结构及受力特点：为了避免严重的剪力滞后造成角柱的轴力过大，1）内部设置剪力墙式的内筒，与及其他竖向构件通常可采取两个措施：主要承受竖向荷载；1）控制框筒平面的长宽比不宜过大2）外筒体采用密排框架柱和各层楼盖处的深梁刚2）加大框筒梁和柱的线刚度之比接，形成一个悬臂筒（竖直方向）以承受侧向

4、荷载；3）同时设置刚性楼面结构作为框筒的横隔。2束筒结构钢结构和有混凝土剪力墙的钢结构高层建筑的适用高度（m）由各筒体之间共用筒壁的一束筒状结抗震设防烈度构组成(减缓框筒结构的剪力滞后效应)结构种类结构体系非抗震设防6,789可将各筒体在不同的高度中止框架1101109050可较灵活地组成平面形式钢结构框架-支撑（剪力墙板）260220200140各类筒体360300260180密柱深梁的钢结构筒体钢框架-混凝土剪力墙筒体有混凝土剪力22018010070钢框架-混凝土核心筒钢筋混凝土筒体(常作为内筒出现)墙的钢结构钢框筒

5、-混凝土核心筒22018015070支撑框筒结构或桁架筒体结构芯筒体系亦称悬挂结构；打破了密柱深梁对建筑设计的支撑系统覆盖了整桎梏；个建筑物表面；实现优势互补（充分发挥钢结是较框筒结构更为构抗拉强度高和钢筋混凝土结优越的抗侧力体构抗压性能好的优势）；系。通常设置一些称为帽桁架和腰桁架的水平桁架。多层结构房屋多层房屋的抗侧力结构楼盖单纯采用框架结构或斜撑(或剪力墙)体系；1）框架体系：未必所有的梁柱都刚性连接2）斜撑体系：少数柱之间设斜撑（梁柱连接可做成铰接）墙板梁少数柱参与抗侧力体系；柱梁柱刚性连接构造复杂，应

6、支撑该尽量少用；抗侧力体系也可混合使用。多层多跨框架的组成3需抗震设防时平面尺寸关系4.1.2结构布置提要多层房屋应首选由光滑曲线构成的平面形式；(为了减少风压作用)尽可能地采用中心对称或双轴对称的平面形式；(以减小或避免在风荷载作用下的扭转振动)避免以狭长形作平面形式；(因风荷载作用会产生严重的剪切滞后现象)框筒结构采用矩形平面形式时，应控制其平面长度比小于1.5；（不满足时，宜采用束筒结构）平面的长宽比凹凸部分的长宽比大洞口宽度比需抗震设防时平面尺寸关系应符合要求。L/BL/Bmaxl/bl'/BmaxB'/Bm

7、ax≤5≤4≤1.5≥1≤0.5抗侧力构件设置部位平面不规则结构抗侧力构件布置状况→水平荷载下出现扭转?任一层的偏心率大于0.15时；1)抗侧力刚度中心应和水平合力线尽量接近；结构平面形状有凹角，凹角的伸出部分在一个方2)度量抗侧力构件布置状况的力学参量:向的尺度，超过该方向建筑总尺寸的25％；偏心率楼面不连续或刚度突变，包括开洞面积超过该层总面积的50％；任一层的偏心率大于0.15时，抗水平力构件既不平行又不对称于侧力体系的两称为平面不规则结构。个互相垂直的主轴。防震逢设置问题结构竖向布置防震逢设置不当而导致高层建

8、筑在地震时相互碰使结构各层的抗侧力刚度中心与水平合力中心接近撞的破坏后果是严重的；重合；高层建筑在发生地震时具有很大的侧向位移，防各层的刚度中心应接近在同一竖直线上；震缝的合理设置是困难的；要强调建筑开间、进深的尽量统一；因此高层建筑一般不宜设置防震缝